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        AR技術支持下的小學數(shù)學創(chuàng)新課堂實踐研究

        2021-11-20 07:09:04許賢蘇曾美琳
        廣東教學報·教育綜合 2021年134期
        關鍵詞:AR技術創(chuàng)新課堂增強現(xiàn)實

        許賢蘇 曾美琳

        【摘要】《中國教育現(xiàn)代化2035》第八項任務提出:加快信息化時代教育變革。對于教育領域而言,沒有教育信息化就沒有教育現(xiàn)代化,加快教育信息化快速發(fā)展既是事關教育全局的戰(zhàn)略選擇,也是破解教育熱點、難點問題的緊迫任務。當今社會,教師要提升自己的信息技術素養(yǎng),巧用信息技術輔助教師教學,實現(xiàn)數(shù)學創(chuàng)新課堂的愿景。對此,筆者一直在研究信息技術與學科教學的深度融合。本文聚焦于小學幾何體教學,闡述教師在小學數(shù)學幾何體教學、培養(yǎng)學生的空間觀念這方面,AR技術可以給予哪些非常有效的課堂創(chuàng)新技術支持。

        【關鍵詞】AR技術;小學數(shù)學;創(chuàng)新課堂;增強現(xiàn)實

        一、引言

        AR(Augmenbed Reality,增強現(xiàn)實技術)是虛擬現(xiàn)實技術的延伸,它可以用來模擬對象,讓學習者在現(xiàn)實環(huán)境背景中看到虛擬生成的模擬對象,而且這一模型可以快速生成、操縱和旋轉。《中國教育現(xiàn)代化2035》第八項任務也提出:加快信息化時代教育變革。對于教育領域而言,沒有教育信息化就沒有教育現(xiàn)代化,加快教育信息化快速發(fā)展既是事關教育全局的戰(zhàn)略選擇,也是破解教育熱點難點問題的緊迫任務。筆者發(fā)現(xiàn),在小學數(shù)學幾何體教學、培養(yǎng)學生的空間觀念這方面上,AR技術可以給予非常有效的課堂創(chuàng)新技術支持。

        二、AR技術支持下數(shù)學創(chuàng)新課堂的優(yōu)勢

        在以往教學“圖形與幾何”時,教師通常都是借助多媒體和模型再結合語言描述來講授。即使有模型的輔助,但有些知識的隱形思考過程是很難體現(xiàn)的,需要依靠學生的想象力,要讓學生直接從現(xiàn)實生活的三維物體抽象出二維圖形,這對學生的空間觀念要求就更高了。成績中上的學生可能還是可以接受的,但是中下的學生就比較吃力了,學困生甚至都聽不懂。對于現(xiàn)在這種普遍的學習狀態(tài),是教育者亟需解決的重要問題。AR技術給數(shù)學創(chuàng)新課堂的轉變帶來了新契機。

        (一)AR可以發(fā)展學生的空間觀念。對于上文所講那些看不見的隱形的思考過程,教師可以借助AR技術的支持來將它可視化,實現(xiàn)數(shù)學創(chuàng)新課堂的愿景。AR技術能幫助學生更好地理解隱形思考過程,培養(yǎng)空間觀念。

        (二)AR可以讓學生去親身體驗過程,真正地成為課堂的主人?!痘A教育課程改革綱要(試行)》里講到:“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀,倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力,獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。”這就強調了盡量減少教師的單方面輸出,增加學生親身體驗、合作交流的機會。只有學生主動參與、親身體驗,才能讓學習變得更深刻。AR技術的使用,基于自然交互,增加體驗感,極大地吸引了學生的興趣。同時,AR技術的情景化、可視化都促進了學生理解的深層機制。善于表達的學生借助AR可以生動形象地表達自己的想法,并逐步形成一種新的思維方式。座位上的學生邊看AR的演示過程,邊傾聽同齡人的講解,平平無奇的內容瞬間變得有趣又生動。

        三、研究AR技術促進數(shù)學教學模式的創(chuàng)新

        在數(shù)學教學中,運用AR技術,可以有效促進數(shù)學教學模式的創(chuàng)新,使原本枯燥的數(shù)學課變得生動有趣。

        (一)AR技術融合到數(shù)學學科教學,促進教學資源平等化普及化,提高學生學習興趣。

        (二)優(yōu)化了智慧課堂,把現(xiàn)實增強體驗應用到教學中,打造實時交互的課堂方式,親身進入課堂內容體驗,身臨其境直觀感受,提高課堂教學質量。

        (三)利用新技術融入教學環(huán)節(jié),創(chuàng)新教師教學手段,教師利用三維直觀的教學內容,增強智慧課堂中的場景真實再現(xiàn),使教師真正成為學生的引領者。

        (四)轉變學生觀,運用AR技術激發(fā)學生的探究欲和想象力,提高學生認知水平和學習效率,培養(yǎng)學生的合作能力、探究能力、創(chuàng)新能力,提高學生的主觀能動性。

        四、AR技術應用于數(shù)學創(chuàng)新課堂的實踐

        AR技術在小學四年級下冊《觀察物體(二)》這節(jié)課的應用,獲得以下兩點啟發(fā),并從中找到一些操作方法:

        (一)AR技術應用的基本方法

        1.課前:教師需要了解AR技術并熟練運用。筆者使用的AR設備是一個投影儀和一個定位盤,并通過配套相應的素材資源來進行輔助教師的教學。在使用前期,教師會覺得定位盤用得不慣,因為它的方向跟使用者的是不一樣的。因此,教師需要不斷去使用它、適應它,才能融為一體,熟練操作。

        2.課中:AR技術的使用要切實幫助學生突破難點,避免為用技術而用技術。像“圖形與幾何”教學驗證結論時或者分析比較抽象的問題時,AR技術都能給予強大的支持。教師要放手給學生操作,在旁偶爾提示或引導一下即可。

        3.課后:最好能有自己的課堂實錄及時反思AR技術使用是否有最大可能地發(fā)揮其作用。如,筆者的課堂上,在第二次試教時,以為已經很放手了。但后來通過觀看自己的課堂實錄,不但發(fā)現(xiàn)自己一些課堂上不好的習慣,還發(fā)現(xiàn)在學生在使用AR時,自己干預過多,沒有借助AR演示來更好地發(fā)展學生的表達能力。

        (二)結合具體案例分析AR技術支持下的數(shù)學創(chuàng)新課堂

        本節(jié)課通過:1.復習引入,讓學生聯(lián)系二年級所學的觀察物體與這節(jié)課的關系,引出課題。2.新授探究,同桌合作,“拼搭一個你喜歡的幾何體”。隨后選擇一個幾何體,全班觀察。同桌合作:“①從前面、上面和左面進行觀察;②記錄在各個方向觀察到的平面圖形?!眱擅麑W生上臺匯報并用AR進行驗證自己的想法。3.牛刀小試,完成做一做,并請學生上臺匯報及AR演示。4.對比:不同的幾何體從同一方向進行觀察,看到的圖形有時是不同的,有時是相同的。5.鞏固提升,完成紙質練習和操作練習(根據給出條件拼搭符合要求的幾何體)。

        《觀察物體(二)》這一節(jié)課是屬于“圖形與幾何”領域,學生理解起來相對抽象,之前不借助AR技術就只能借助實物,操作不方便,學生觀察起來也不夠清晰,有時甚至連實物都沒有。對于“側面觀察幾何體并畫出你觀察的形狀”,這類型問題的解決,教師只能讓學生去假設“你站在側面進行觀察,想象你會看到的形狀”。對于從幾何體中提取出某個方向的平面圖形,比較抽象。但是借助AR后,可以在大屏幕上呈現(xiàn)出隨意組成的任何幾何體并能提取出各個方向觀察到的形狀,直觀清晰。同時,能更好地聚焦學生。AR這樣高科技技術的使用對學生吸引力大大提高,學生看到后感覺很新鮮好奇,參與度自然提高,課堂質量同步上升。

        在教學過程中,教學任務很快完成。教師大膽放手,讓學生操作。學生的學習力非常強,馬上就上手了。AR提供了想象力支撐,學生理解起來比預期中更容易。

        在后面的達標練習評講中,教師驚喜地發(fā)現(xiàn),即使后面不用AR來演示,學生也能想象出使用AR看到的樣子并畫出來。

        五、AR在小學數(shù)學“圖形與幾何”領域的應用效果

        在小學數(shù)學“圖形與幾何”領域中,通過AR技術手段的應用,收到了明顯的效果,課堂教學得以優(yōu)化。

        (一)虛實結合,實現(xiàn)情景化

        AR技術將虛幻的幾何體呈現(xiàn)在屏幕上,教師通過調節(jié)定位盤來旋轉、移動幾何體,如同實物一樣。同時,通過提前設置功能,進行增加或減少幾何體個數(shù),同時還能提取面、提取不同的幾何體做對比等的功能操作。這樣創(chuàng)設情境可以幫助學生更加容易理解空間結構,有效地培養(yǎng)了學生的空間觀念。

        (二)自然交互,增強體驗感

        學生通過操作定位盤和觸碰屏幕來進行互動學習,生動有趣,實現(xiàn)了人與技術的有效融合,學生的體驗感得到提升。

        (三)三維展示,提升理解力

        AR技術的應用,避免了學生從實際生活的三維物體直接跳躍到屏幕的二維平面,過程展示讓隱形知識得以可視化,突破知識難點,讓接受能力薄弱的學生也能更好地掌握,理解能力得到提升。

        六、結語

        “圖形與幾何”領域是小學數(shù)學教學的重難點,而先進的AR技術可以很好地輔助教師教學,優(yōu)化課堂教學,有效地達成教學目標,提高教學效果。

        參考文獻:

        [1]蔡蘇,王沛文,楊陽等.增強現(xiàn)實(AR)技術的教育應用綜述[J].遠程教育志,2016,34(5):27.

        [2]范明慧,張煒琴,李娜.AR在小學幾何體教學中的應用探析[J].中國教育信息化·基礎教育,2020(22):67-71.

        責任編輯? 楊? 杰

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